Autonomous nondestructive evaluation using non-contact ultrasonic measurements and machine learning

使用非接触式超声波测量和机器学习进行自主无损评估

基本信息

批准号：
21H01573
负责人：
林高弘
金额：
$ 10.4万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

生産現場における非破壊材料評価技術に関し，自律的に学習しながらよりよい計測を行っていく技術の確立を目指している．そのために，必須の非接触超音波計測とその計測データから評価結果を出力するための機械学習について研究を進めている．令和４年度における非接触超音波計測に関する研究では，レーザによる超音波発生技術と受信技術の高度化を進めた．レーザによる超音波の発生は，パルスレーザを対象物に照射することによるアブレーションや熱ひずみによるものであるが，１点に巨大なレーザエネルギを照射すると，その点を損傷させる場合がある．それを避けるため，発生させる超音波の波長よりも小さいがレーザ照射のスポット径よりも大きな距離だけ移動させながらレーザ照射するスポットシフト法を開発した．これにより表面に損傷を与えず，かつ良い信号レベルで計測が可能となることを示した．また，レーザによる超音波受信技術として，マイクロチップレーザを用いた自己混合干渉による振動検出を行い，100kHz程度までの低周波であれば，現状システムで精度よく計測できることが分かった．機械学習による超音波データの処理に関する研究では，受信された超音波データを短時間フーリエ変換によりスペクトログラム画像として取得したのち，オートエンコーダを用いた異常診断技術に適用し，超音波データの異常診断を試みた．現状は，データ数の少なさからあまりよい診断結果を示していない．これらの結果は，論文や学会発表などで報告している．

该公司旨在建立一种技术，该技术将自主在生产地点了解非破坏性材料评估技术并提供更好的测量。为此，我们目前正在研究基本非接触超声测量和机器学习，以从测量数据中输出评估结果。在2022年非接触式超声测量的研究中，我们提高了激光超声产生和接收技术的进步。激光产生的超声波是由将脉冲激光器放射到物体上引起的消融和热失真引起的，但是将巨大的激光能照射到一个点会损害该点。为了避免这种情况，我们开发了一种斑点方法，在该方法中，在移动超声波小于产生的超声波的波长时进行激光照射，但比激光照射的点直径大。这表明表面没有可能损坏，并且可以在良好的信号水平下进行测量。此外，作为一种基于激光的超声接收技术，使用微芯片激光器使用微芯片激光器进行振动检测，并且已经发现，使用当前系统可以高精度地测量低频高达约100 kHz的低频。在使用机器学习的超声数据处理的研究中，使用短期傅立叶变换将接收到的超声数据作为频谱图获取，然后使用自动编码器将其应用于异常诊断技术，以尝试诊断超声数据的异常。目前，由于数据数量少，未显示良好的诊断结果。这些结果在论文和会议演讲中报告。

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

レーザ弾性波源走査法による損傷画像化の実験的検討 ―レーザ照射方法が画像に与える影響について―

激光弹性波源扫描法损伤成像实验研究 - 激光照射方法对图像的影响 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hamada Toshiyuki;Yoneda Shinnosuke;Nakamoto Kenta;Okamoto Masayuki;柳澤大地;藤田龍太郎，林高弘，森直樹
通讯作者：
藤田龍太郎，林高弘，森直樹

超音波による金属3次元積層造形のプロセス中モニタリング

使用超声波对金属 3D 增材制造进行过程监控

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
村井和弥;野坂龍之介;南野郁夫;中村徹哉;山﨑惇史，森直樹，林高弘
通讯作者：
山﨑惇史，森直樹，林高弘

Lamb波エバネッセントモードを用いた波動伝搬制御の数値解析

使用兰姆波倏逝模式控制波传播的数值分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takagi Daisuke;Amemiya Mamoru;Shimada Takahito;池田　大輔;Chimoto Kosuke;井澤佳織，渡部宇子，本間裕大，今井公太郎;角井陸斗，森直樹，林高弘
通讯作者：
角井陸斗，森直樹，林高弘

One-Class SVM による異常検知モデルを用いた配管の音響診断

使用使用一类 SVM 的异常检测模型进行管道声学诊断

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ito Hiromu;Yamamoto Taro;Morita Satoru;佐藤健，橋本雅和，北浦早苗，桜井愛子，李泰榮，池田真幸，村山良之，熊谷誠，小田隆史;野谷洸太，森直樹，林高弘
通讯作者：
野谷洸太，森直樹，林高弘

非接触超音波計測と機械学習による自律型非破壊検査

使用非接触式超声波测量和机器学习进行自主无损检测

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gomez C.;Hotta N.;Shinohara Y.;Park J.-H.;Tsunetaka H.;Zhang M.;Bradak B.;Sri Hadmoko D.;Budi Wibowo S.;Daikai R.;Yoshida M.;林高弘，野谷洸太，森直樹
通讯作者：
林高弘，野谷洸太，森直樹